浙科版（2019）>必修2《遗传与进化》>第四章 生物的变异>第一节 生物变异的来源(PPT72张

(共72张PPT)
方形西瓜
太空南瓜
这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。
表现型
基因型
+ 环境条件
（改变）
（改变）
（改变）
不遗传的变异
可遗传的变异
生物的 变异
可遗传的变异：
不遗传的变异：
基因突变
染色体畸变
基因重组
仅由环境不同引起
由遗传物质改变引起
第一节 生物变异的来源
一、基因重组
1、概念:
在有性生殖过程中,控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象。
2、类型:
①自由组合:
②交叉互换:
非同源染色体上的非等位基因的
自由组合
四分体的非姐妹染色单体之间发生局部互换.(交叉互换)
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
Y
y
r
R
Y
y
R
r
Yr和yR
YR和yr
A
a
b
B
A
a
B
b
同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换
思考:一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有 种。
220=1048576
A:基因重组能否产生新的基因？
B:能否产生新的基因型？
C:基因重组能否产生新的性状？
有性生殖（减数分裂）
生物多样性原因之一
为动植物的遗传育种提供物质基础
4、意义:
3、实现途径:
1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。
二、基因突变
(一)基因突变的实例
镰刀型贫血症简介:
镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。
　　　为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？
　　　
1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。
正常
异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
血红蛋白 正常 异常
氨基酸
谷氨酸
缬氨酸
mRNA
DNA
突变
红细胞 圆饼状 镰刀型
镰刀型细胞贫血症病因分析
相应性状的改变
相应蛋白质的改变
相应氨基酸的改变
mRNA分子中的碱基发生变化
DNA分子中的碱基对发生变化
具体变化过程:
(根本原因)
(直接原因)
替换
增添
缺失
DNA片段
碱基对的增添、缺失或替换，改变了遗传信息。
机理：
DNA分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的基因结构的改变。
增添
缺失
替换
（二）基因突变的概念：
基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程．
思考与讨论：
①基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？
(三)基因突变发生的时间？
细胞周期中的分裂间期
A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂间期
体细胞
生殖细胞
中可以发生基因突变
（但一般不能传给后代）
中也可以发生基因突变
（可以通过受精作用直接传给后代）
DNA在进行复制时发生错误.
(四)基因突变的结果和意义
生物变异的根本来源，为进化提供原材料
常见突变性状：
棉花 ：正常枝——短果枝
果蝇 ：红眼——白眼
长翅——残翅
家鸽 ：羽毛白色——灰红色
人 ： 正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
结果： 基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因.
基因突变的意义:
(五) 诱发基因突变的因素
物理因素
化学因素
生物因素
基因突变的因素
各种射线、温度剧变等
亚硝酸和碱基类似物等
病毒和某些细菌等
放射性污染
七、基因突变的特点
１、普遍性:
基因突变可发生在任何生物个体发育的任何时期
突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。
２、多方向性： 基因突变是不定向的。
３、可逆性：
小资料
４、稀有性： 突变率低；
基 因 突变率
大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2×10－６
果蝇的白眼基因 4×10－5
果蝇的褐眼基因 3×10－5
玉米的皱缩基因 1×10－６
小鼠的白化基因 1×10－5
人类色盲基因 3×10－5
５、有害性：大多数突变是有害的
白化病
为什么呢？
任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。
并指
无脑儿
白化病（常、隐）
基因突变和重组引起的变异有什么区别?
1．基因突变：
基因_________改变，它________新的基因
发生时期：________________________
特点：①普遍性、②多方向性、③___________、
④多数有害、⑤可逆性。 2．基因重组：
控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。
发生时期：___________________
特点：__________
内部结构
能产生
细胞分裂间期（DNA复制时）
稀有性
基因重新组合
不产生
基因型
有性生殖过程中(减数第一次分裂)
变异非常丰富
课堂小结
1、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是
A．基因突变 B．基因重组
C．基因分离 D．环境影响
A
2、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是
A.伴性遗传 B.常染色体遗传
C.基因突变 D.基因重组
C
3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人
B
A、 基因产生突变,使此人患病
B、无基因突变,性状不遗传给此人
C、基因重组,将病遗传给此人
D、无基因突变,此人无病,其后代患病
5、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于
A.基因重组 B.基因突变
C.染色体变异 D.环境变化
A
4、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变
异主要来自　
A.基因突变 B.基因重组
C.环境影响 D.染色体变异
B
三、染色体畸变
（一）染色体结构的变异
（二）染色体数目的变异
（一)染色体结构的变异
上海第五人民医院新近发现一例罕见的“猫叫综合征”患儿。
缺失
染色体中某一片段的缺失。
重 复
染色体中增加了某一片段。
野生型：卵圆眼
变异型：棒状眼
如果人的第22号染色体和第14号染色体发生易位会使人患
易 位
染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上。
慢性粒细胞白血病(常见的一种白血病)
倒 位
染色体某一片段的位置颠倒了180°。
一位患有多年习惯性流产的妇女，经检查发现她的第9号染色体臂内倒位。
染色体结构变异
染色体上的基因的数目和排列顺序改变
生物性状的变异
多数不利
三 染色体变异
染色体结构变异
染色体数目变异
整倍体变异
非整倍体变异
缺失重复倒位易位
（二）染色体数目变异
1、个别染色体的增添或减少
二十一三体 综 合 征
是一种最常见的常染色体病，人群中的发病率高达1/600-1/800.患者比正常人多了一条21号染色体。
患者智力低下，身体发育缓慢。患儿面容特殊，舌头常伸出口外，故又叫伸舌样痴呆症。50%的患儿由先天性心脏病，部分发育过程中死亡。
响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟
18三体综合征
出生体重低，生长发育迟缓，智力低下。小头，前额低斜，前脑无裂畸形，头皮缺损。小或无眼球，唇裂。耳畸形低位，先天性心脏病(室隔缺损与动脉导管未闭)
二十一单体

出生前后生长发育迟缓。智力严重低下。小头，外眼角下斜，高鼻梁，鼻根宽，小下颏，鱼型嘴。耳大而低位。
个别染色体的减少
性腺发育不良
性腺发育不良也称特纳氏综合征。常见的一种性染色体病，病人缺少一条X染色体，性染色体组成为XO。病人外观虽然表现为女性，但是性腺发育不良，乳房不发育，因而没有生育能力。发病率为1/3500
基因突变和染色体变异的区别
基因突变：染色体上某一个位点上基因
的改变，光学显微镜下不可见。
可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。
染色体变异：
类型
染色体结构变异
染色体数目变异
个别染色体增减
染色体成倍增减
2、以染色体组的形式成倍地增添或减少
（二）染色体数目变异
雄果蝇染色体组图解
X
Y
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
染色体组
细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
染色体组
如人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组。
那么人的体细胞中含有二个染色体组。
、特点：
a它们形态大小、功能各不相同
b.但是携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息
3、二倍体和多倍体
1）二倍体：
由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体。
例如：人、果蝇、玉米等大多数生物。
2）多倍体
①概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。
例如：三倍体香蕉、四倍体马铃薯、六倍体小麦。
果蝇（二倍体） 香蕉（三倍体） 马铃薯（四倍体）普通小麦（六倍体）
多倍体形成的原因
体细胞有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但是由于外界环境条件或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，已分开的染色体不能移向两极使染色体数目加倍。即有丝分裂过程受阻
4个染色体
8个染色体
无纺缍体形成
染色体复制
着丝点分裂
无纺缍丝牵引
细胞分裂
多倍体形成的原因
蜜蜂(2n=32)
玉米(2n=20)
水稻(4n=48)
小麦(6n=42)
特点:
来源:由生物的配子（生殖细胞)直接发育形成(单性生殖)
染色体组成:体细胞含有本物种配子的染色体数
3）单倍体
染色体数目加倍后的草莓
资 料
正常水稻有两个染色体组，四倍体水稻的干粒重量是二倍体水稻的两倍，蛋白质含量提高5%~10%，单位面积增产达50％以上；四倍体水稻长得特别茂盛，能开花结果，但生长期特别长，甚至要几年才能成熟！
只有一个染色体组的水稻生长十分瘦弱，稻穗中全是空壳。
单、二、多倍体的比较
下列情况中不属于染色体变异的是（ ）
A 第5号染色体短臂缺失引起的遗传病
B 第21号染色体多一条引起的唐氏综合症
C 同源染色体交换了对应部分的结构
D 未受精的卵细胞发育成的雄蜂
C
练习：
练习：
认真分析下图的对照图，从A、B、C、D中确认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的（ ）
B
下列肯定不存在同源染色体的是（ ）
A 卵细胞 B 单倍体的体细胞
C 极体 D 一个染色体组
D
基因型为AAaaBBbbCCcc的细胞所含的染色体组数（ ）
A 3个 B 6个
C 12个 D 4个
D
练习：
C
普通小麦是六倍体,用其花粉培养出的植株是( )
A 多倍体 B 三倍体
C 单倍体 D 六倍体
韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜是（ ）
A 二倍体 B 四倍体
C 六倍体 D 八倍体
B
练习：
7
2
42
3
28
八倍体
比较项目


生物种类 体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物
豌豆
普通小麦

小黑麦
14
7
2
1
二倍体
42
21
6
3
六倍体
56
28
8
4
八倍体
比较项目


生物种类 体细胞中的染色体数 配子中的染色体数 体细胞中的染色体组数 配子中的染色体组数 属于几倍体生物
豌豆
普通小麦

小黑麦